精品解析：2027届湖南衡阳市高三一模物理试题

高三物理一 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题卷和答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 量子力学的建立，是具有划时代意义的。这意味着微观领域物理世界的大门被打开，物理学迈入了一个全新的领域，当下基于量子论的技术更是不胜枚举。下列关于量子力学创立初期的理论基础说法错误的是（　　） A. 康普顿类比光的波粒二象性，提出实物粒子具有波动性，波长 B. 普朗克提出电磁辐射的能量是不连续的，最小能量单元为 C. 爱因斯坦引入普朗克的量子理论成功解释了光电效应，并提出光的能量是量子化的，揭示了光的粒子性 D. 玻尔结合卢瑟福核式结构与量子观念，提出轨道量子化、定态、跃迁三个假设，成功解释了氢原子光谱稳定性与分立特征 2. 2026年“湘超”足球联赛于8月举行。某场比赛时两名运动员沿同一直线向足球追去，甲在前乙在后，他们运动的图像如图所示，以下选项正确的是（　　 ） A. 3秒末甲的速度为10 m/s B. 若甲的质量为70 kg，则1秒末甲的动能为560 J C. 乙的加速度为4 m/s2 D. 若时，甲在乙的前方7 m及以上的距离，甲、乙两人不会相撞 3. 截至2026年5月动漫《凡人修仙传》累计播放量超64亿，堪称国漫巅峰。其主角韩立在虚天殿获得人界至宝虚天鼎，但在寒骊台用血玉蜘蛛拉鼎过程却惊险异常。若从物理角度分析拉鼎过程则可简化为如下场景：质量为M的鼎被四条绕过各自定滑轮的绳子拉起，绳子关于竖直方向对称分布且均与竖直方向成θ角，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 若鼎处在空中静止，则每根绳子的拉力为 B. 若鼎处在空中静止，则每根绳子的拉力为 C. 若鼎被匀速竖直提起，绳子与竖直方向的夹角增大，绳的拉力将增大 D. 若鼎被匀速竖直提起，速率为v，则绳子一端通过定滑轮拉绳速率为 4. 南方水资源丰富，某物理兴趣小组利用水能发电，制作了一个简易交流发电机为工作室供电，其电路如图所示（工作室电器可等效为一个纯电阻且与副线圈相接）。交流发电机输出的交流电压的瞬时表达式为，电源及导线的等效电阻为，电压表及电流表为理想电表。以下说法正确的是（　　 ） A. 交流电的频率为 B. 交流发电机输出电压的有效值为 C. 若，电流表示数为，则的功率为 D. 若变压器匝数比一定，工作室等效电阻阻值增大，则电压表示数增大 5. 一列简谐横波在空间中沿x轴传播，图甲为该简谐横波在时刻的波形图，其上一质点M（偏离平衡位置的负向距离为）的振动图像如图乙所示，N是平衡位置在处的质点，下列说法正确的是（　　 ） A. 质点的振动周期为11s B. 波速为 C. 该波沿轴负方向传播 D. 质点的振动方程为 6. 在某种新型纳米芯片的测试实验中，研究人员在平面内构建了一个边长为的正六边形区域，几何中心为。该区域内存在平行于平面的匀强电场。实验员在顶点、、处设置电势传感器，测得电势分别为，，。已知电子电量的绝对值为，质量为（不计重力），关于该电场及带电粒子在该区域内的运动，下列说法错误的是（　　 ） A. 点电势为 B. 电场方向沿直线，由指向 C. 若，该匀强电场的电场强度大小为 D. 若从点沿方向以初速度射入一个电子，该电子恰好能从顶点射出，则 7. 如图所示，足够长的矩形导热汽缸开口向上放置于水平地面，其底面积为，缸内有两个质量均为的活塞，可沿缸内壁无摩擦滑动。活塞封闭着A和B两部分气体（均可视为理想气体），两部分气体长度均为。现将整个装置放置于倾角为的光滑斜面上，并对汽缸施加平行于斜面向上的外力的作用，稳定后汽缸沿斜面向上做匀加速直线运动，此时气体A长度为，环境温度不变，大气压为，重力加速度取，则下列说法中正确的是（　　 ） A. 装置沿斜面向上运动的加速度大小为 B. 稳定加速时气体B的长度为 C. 由初始状态到稳定加速过程气体B向外放热 D. 若汽缸质量为，则需外力为 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，真空中水平放置平行板电容器与电动势为E的直流电源相连，下极板接地，上极板接电源正极。一带电油滴静止在两板间中央的P点。现仅将上极板缓慢向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　 ） A. 油滴带正电 B. 油滴将向下做加速运动 C. 电容器的电容变大 D. P点电势降低 9. 地质学家常通过测量地表重力加速度的微小变化来探测地下矿藏。假设地球是一个密度为的均匀球体，半径为R。现探测到某地区地表正下方存在一个半径为r的球形空腔（空腔中心距地表深度为h，且），空腔内无物质。已知万有引力常量为G。若没有该空腔，该地区地表的正常重力加速度为。存在该空腔时地表的重力加速度反常（即），忽略地球自转，下列关于该地区的说法正确的是（　　 ） A. 的方向竖直向上 B. 的大小为 C. 在深度一定时，的大小与空腔半径r的三次方成正比 D. 若空腔内充满密度为的高密度矿石，则该地区的不变 10. 如图所示，竖直平面内存在垂直于纸面向里的磁场，沿y轴方向磁场分布满足磁感应强度（k已知），沿x轴方向磁场分布均匀，现有一材质相同粗细均匀质量为m且边长为L的正方形金属线框abcd，总电阻为R，以水平初速度从（离地足够高）的位置开始运动，忽略空气阻力，重力加速度为g，则（　　 ） A. 线框在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做加速度减小的加速运动，最终匀速运动 B. 当竖直方向的位移为y且速度为时，bc间的电势差为 C. 落地前可达到的最大竖直速度为 D. 经历时间t（落地前）且已达到最大速度时的竖直位移为 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某学生做“探究匀变速直线运动”实验，其实验装置如图甲所示，交流电频率为。 （1）以下说法正确的是________。 A. 本实验需要倾斜木板进行阻力补偿，木板倾斜程度达到小车刚开始滑动即可 B. 打点计时器交流电频率大于，会造成速度的测量值偏小 C. 将电磁打点计时器接在电压为的交流电源上 （2）图乙是按正确方法进行实验得到的某条纸带，相邻计数点间还有四个点未画出，其加速度测量值为________（结果保留两位有效数字）。 （3）该学生改用图丙实验装置进行实验，测得挡光片的宽度为，正确进行实验操作后测得滑块经过光电门、所用时间分别为、，光电门、间的距离为，则此次加速度的测量值为________（用题中所给的字母表示）。 12. 甲、乙两名同学用各自的方法测量一待测电阻Rx的阻值。 甲同学选用多用电表测量，步骤如下： （1）调至欧姆挡，他首先选择倍率×10，欧姆调零后，开始测量Rx，发现欧姆表指针偏角较大； （2）于是他改用倍率________（选填“×1”或“×100”），并重新欧姆调零，再次测量Rx； （3）欧姆表指针如图所示，则Rx=________Ω。 （4）乙同学选用伏安法测电阻，可供选择的实验器材如下： A．直流电源（E=6 V），内阻不计 B．电压表V，量程15 V，内阻约为10 kΩ C．毫安表A1，量程10 mA，内阻 D．毫安表A2，量程600 mA，内阻约为0.5 Ω E．滑动变阻器R，最大阻值10 Ω F．定值电阻 G．待测电阻、开关、导线若干 实验要求能够在0~5 V范围内比较准确地对进行测量，请在虚线框中设计出实验电路________。 （5）某次测量中，闭合开关S，记录毫安表A1的示数和毫安表A2的示数，则待测电阻阻值为________（用题中所给物理量表示）。 13. 某科研团队设计了一种用于超快光学信号处理的“等腰直角三棱镜—半圆柱”复合光学元件，其横截面如图所示，该元件由折射率为的透明介质制成。其中，三棱镜部分为等腰直角三角形，，直角边长为L；半圆柱部分的直径与AB边重合，圆心为O。一束极细的单色光从AC边上某点P射入，入射方向平行于BC边，折射光线恰好经过半圆柱体的圆心O。已知光在真空中的传播速度为c。求： （1）光在AC界面进入介质后的折射角大小； （2）光从P点进入元件到第一次从元件射出所用的时间。 14. 在粒子物理实验和医学放射治疗中，常利用电磁场对带电粒子束进行精确调控，使其按照预定轨迹运动并最终减速停靠在指定区域。为实现这一目的，常采用“加速—偏转—减速”三段式结构：先由静电场加速粒子，再通过磁场改变其运动方向，最后在复合场（电场与黏滞阻力共同作用）中实现可控减速。如图所示，在平面直角坐标系中，某粒子束流调控装置由三个区域组成。被调控的粒子质量为，电荷量为。第一象限存在匀强电场，电场强度大小为，方向与轴负方向成夹角斜向上。第二象限存在磁感应强度大小为的匀强磁场，方向垂直纸面向里。现让该粒子从离轴垂直距离为的点由静止释放，粒子经电场加速后，以某一未知速度进入磁场区域，在磁场中做匀速圆周运动，随后垂直轴进入第三象限。第三象限存在匀强电场，电场强度大小也为，方向竖直向上；同时，该区域内还存在分布均匀的介质，均匀介质对粒子产生与速度方向相反的黏滞阻力，其大小为，其中为黏滞阻力系数且已知，为粒子速率。已知粒子从进入第三象限到速度第一次减为零的过程中，运动轨迹的长度为。（整个过程不考虑粒子的重力）根据以上信息，求： （1）粒子刚进入第二象限时的速度大小； （2）粒子在第二象限中运动的轨迹长度； （3）粒子在第三象限中从进入至速度第一次减为零所用的时间。 15. 如图所示，光滑水平地面上静止放置一质量为2m的物块B，其右端有一竖直挡板。足够长的光滑斜面固定在水平地面上，其底端与水平地面平滑连接，斜面倾角。斜面上有一与B大小相同质量为m的物块A，其离水平地面的竖直高度为。静止释放物块A，此后A、B相碰。B与挡板的碰撞为弹性碰撞（碰后以原速率反弹），B运动过程中始终未滑上斜面，所有碰撞均时间极短，重力加速度取，。 （1）若A与B之间为弹性碰撞，求A第一次与B碰撞结束后瞬间A的速度大小； （2）若A与B之间为非弹性碰撞，除A、B第一次碰撞外，以后的每一次碰撞都是B在水平地面上向左运动与A相碰（两种情形：情形一，B原来就向左运动直接与A碰。情形二，B向右运动，通过移动挡板使B与挡板撞击而反向向左运动与A碰）。A与B碰撞的恢复系数（碰撞中恢复系数的定义式为，其中和分别为碰撞前两物体的速度，和分别为碰撞后两物体的速度）且，求： （ⅰ）第1次碰撞过程中损失的能量； （ⅱ）第1次碰撞到第次碰撞之间A在斜面上运动的总时间（用n表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理一 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题卷和答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 量子力学的建立，是具有划时代意义的。这意味着微观领域物理世界的大门被打开，物理学迈入了一个全新的领域，当下基于量子论的技术更是不胜枚举。下列关于量子力学创立初期的理论基础说法错误的是（　　） A. 康普顿类比光的波粒二象性，提出实物粒子具有波动性，波长 B. 普朗克提出电磁辐射的能量是不连续的，最小能量单元为 C. 爱因斯坦引入普朗克的量子理论成功解释了光电效应，并提出光的能量是量子化的，揭示了光的粒子性 D. 玻尔结合卢瑟福核式结构与量子观念，提出轨道量子化、定态、跃迁三个假设，成功解释了氢原子光谱稳定性与分立特征 【答案】A 【解析】 【详解】A．提出实物粒子具有波动性、给出物质波波长的物理学家是德布罗意；康普顿的贡献是通过康普顿效应验证了光的粒子性，故A错误，符合题意； B．普朗克为解释黑体辐射规律，提出电磁辐射的能量是量子化的，最小能量单元为，被称为能量子，故B正确，不符合题意； C．爱因斯坦引入能量子概念提出光子说，认为光的能量是一份份的光子，成功解释了光电效应规律，揭示了光的粒子性，故C正确，不符合题意； D．玻尔结合卢瑟福核式结构模型与量子理论，提出轨道量子化、定态、跃迁三个基本假设，成功解释了氢原子光谱的稳定性和分立特征，故D正确，不符合题意。 故选A。 2. 2026年“湘超”足球联赛于8月举行。某场比赛时两名运动员沿同一直线向足球追去，甲在前乙在后，他们运动的图像如图所示，以下选项正确的是（　　 ） A. 3秒末甲的速度为10 m/s B. 若甲的质量为70 kg，则1秒末甲的动能为560 J C. 乙的加速度为4 m/s2 D. 若时，甲在乙的前方7 m及以上的距离，甲、乙两人不会相撞 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图像可知，甲做初速度为0的匀加速直线运动，其加速度为 。根据速度公式 ，3秒末甲的速度为 ，故A错误； B．1秒末甲的速度为 。根据动能公式 ，代入数据得 ，故B正确； C．乙的图像是一条平行于时间轴的直线，表示乙做匀速直线运动，加速度为0，故C错误； D．甲在前乙在后，乙追甲。当两者速度相等时（即 ），若乙未追上甲，则之后甲的速度大于乙，两者距离变大，不会相撞。在 内，乙的位移 ，甲的位移 。乙比甲多运动的距离 。若 时甲在乙前方 ，因为 ，乙会在速度相等前追上甲并发生相撞，故D错误。 故选 B。 3. 截至2026年5月动漫《凡人修仙传》累计播放量超64亿，堪称国漫巅峰。其主角韩立在虚天殿获得人界至宝虚天鼎，但在寒骊台用血玉蜘蛛拉鼎过程却惊险异常。若从物理角度分析拉鼎过程则可简化为如下场景：质量为M的鼎被四条绕过各自定滑轮的绳子拉起，绳子关于竖直方向对称分布且均与竖直方向成θ角，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 若鼎处在空中静止，则每根绳子的拉力为 B. 若鼎处在空中静止，则每根绳子的拉力为 C. 若鼎被匀速竖直提起，绳子与竖直方向的夹角增大，绳的拉力将增大 D. 若鼎被匀速竖直提起，速率为v，则绳子一端通过定滑轮拉绳速率为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．若鼎处在空中静止，设每根绳子的拉力为F，根据平衡条件可得 所以，故AB错误； C．若鼎被匀速竖直提起，绳子与竖直方向的夹角增大，由以上分析可知，cosθ减小，则绳的拉力将增大，故C正确； D．若鼎被匀速竖直提起，速率为v，则绳子一端通过定滑轮拉绳速率为，故D错误。 故选C。 4. 南方水资源丰富，某物理兴趣小组利用水能发电，制作了一个简易交流发电机为工作室供电，其电路如图所示（工作室电器可等效为一个纯电阻且与副线圈相接）。交流发电机输出的交流电压的瞬时表达式为，电源及导线的等效电阻为，电压表及电流表为理想电表。以下说法正确的是（　　 ） A. 交流电的频率为 B. 交流发电机输出电压的有效值为 C. 若，电流表示数为，则的功率为 D. 若变压器匝数比一定，工作室等效电阻阻值增大，则电压表示数增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由交流电压的瞬时表达式可知，角频率 交流电的频率为，A错误； B．交流发电机输出电压的最大值为 其有效值为，B错误； C．电流表示数为通过电阻的电流有效值，则的功率为，C错误； D．设变压器原、副线圈的匝数比为，原、副线圈两端电压分别为、，电流分别为、。按理想变压器处理，有、 由副线圈电路欧姆定律可得 故原线圈两端电压为 由原线圈所在电路可得 解得 当增大时，减小，两端电压减小，由可知，电压表示数增大，D正确。 故选D。 5. 一列简谐横波在空间中沿x轴传播，图甲为该简谐横波在时刻的波形图，其上一质点M（偏离平衡位置的负向距离为）的振动图像如图乙所示，N是平衡位置在处的质点，下列说法正确的是（　　 ） A. 质点的振动周期为11s B. 波速为 C. 该波沿轴负方向传播 D. 质点的振动方程为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意，由图乙可知，质点经过回到平衡位置，则有 解得，故A错误； B．由图甲可知，该波的波长为，则波速为，故B错误； C．由图乙可知，时刻，质点沿轴正方向振动，结合图甲，由同侧法可得，该波沿轴正方向传播，故C错误； D．结合上述分析可得 时刻，质点处在平衡位置，且沿轴正方向振动，则质点的振动方程为，故D正确。 故选D。 6. 在某种新型纳米芯片的测试实验中，研究人员在平面内构建了一个边长为的正六边形区域，几何中心为。该区域内存在平行于平面的匀强电场。实验员在顶点、、处设置电势传感器，测得电势分别为，，。已知电子电量的绝对值为，质量为（不计重力），关于该电场及带电粒子在该区域内的运动，下列说法错误的是（　　 ） A. 点电势为 B. 电场方向沿直线，由指向 C. 若，该匀强电场的电场强度大小为 D. 若从点沿方向以初速度射入一个电子，该电子恰好能从顶点射出，则 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．取的中点为。匀强电场中，沿同一直线相等位移对应的电势差相等，故 解得 由正六边形的几何关系，，和共线，且垂直于。由于和两点电势相等，直线为等势线，故点电势为。电场方向垂直于等势线，即平行于，并由电势较高的点指向点。补画的等势线及电场方向如图所示。 正六边形中，跨一个顶点的对角线长度为 由匀强电场中电势差与场强的关系有 代入对角线长度，得 当时，场强大小为，故AB正确，C错误； D．电子只受电场力，方向与电场相反，即平行于，由指向，且垂直于初速度方向。以为原点，取方向为轴正方向，取电场力方向为轴正方向。电子沿轴做匀速直线运动，沿轴做初速度为零的匀加速直线运动。从向作垂线，垂足为，电子轨迹及位移分解如图所示。 由正六边形的几何关系，为的中点，到达点时沿轴的位移为 沿轴的位移为 设电子的加速度大小为，电子只受电场力，由牛顿第二定律有。设电子到达点所用时间为，根据两个方向的运动规律有和 消去时间和加速度，得 代入前述场强表达式，得 代入电势差的国际单位制数值，得，故D正确。 本题选择错误的，故选C。 7. 如图所示，足够长的矩形导热汽缸开口向上放置于水平地面，其底面积为，缸内有两个质量均为的活塞，可沿缸内壁无摩擦滑动。活塞封闭着A和B两部分气体（均可视为理想气体），两部分气体长度均为。现将整个装置放置于倾角为的光滑斜面上，并对汽缸施加平行于斜面向上的外力的作用，稳定后汽缸沿斜面向上做匀加速直线运动，此时气体A长度为，环境温度不变，大气压为，重力加速度取，则下列说法中正确的是（　　 ） A. 装置沿斜面向上运动的加速度大小为 B. 稳定加速时气体B的长度为 C. 由初始状态到稳定加速过程气体B向外放热 D. 若汽缸质量为，则需外力为 【答案】A 【解析】 【详解】AD．初始时，对气体A则有 代入数据解得 体积为 整个装置在斜面上稳定时则有 此过程可以看成等温变化，由玻意耳定律可得 代入数据解得 对封闭A气体的活塞在斜面上，由牛顿第二定律可得 解得 对整个装置，由牛顿第二定律可得 解得，故A正确，D错误； B．初始时，对气体B则有 代入数据解得 整个装置放在斜面上稳定时，对AB间的活塞则有 解得 对气体B，由玻意耳定律可得 解得 则稳定加速时气体B的长度为，故B错误； C．根据热力学第一定律可得 气体B对外界做正功，为负值，整个过程温度不变，则有 故，即气体B从外界吸收热量，故C错误。 故选A。 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，真空中水平放置平行板电容器与电动势为E的直流电源相连，下极板接地，上极板接电源正极。一带电油滴静止在两板间中央的P点。现仅将上极板缓慢向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　 ） A. 油滴带正电 B. 油滴将向下做加速运动 C. 电容器的电容变大 D. P点电势降低 【答案】BD 【解析】 【详解】A．上极板接电源正极、下极板接负极，因此板间电场方向竖直向下。油滴原本静止，说明电场力与重力平衡、电场力方向竖直向上，与电场方向相反，因此油滴带负电，故A错误； B．电容器始终与电源相连，因此极板间电压等于电源电动势保持不变。上极板上移，板间距增大，由匀强电场的场强公式​ 可知，板间场强减小。油滴受到的电场力​ 板间场强减小，则电场力减小，原本平衡的重力大于电场力，油滴将向下加速运动，故B正确； C．根据平行板电容器电容决定式 可知增大时，电容变小，故C错误； D．下极板接地电势为，P点到下极板的距离固定，P点电势等于P与下极板的电势差，即 由于增大后​减小、不变，因此降低，故D正确。 故选BD。 9. 地质学家常通过测量地表重力加速度的微小变化来探测地下矿藏。假设地球是一个密度为的均匀球体，半径为R。现探测到某地区地表正下方存在一个半径为r的球形空腔（空腔中心距地表深度为h，且），空腔内无物质。已知万有引力常量为G。若没有该空腔，该地区地表的正常重力加速度为。存在该空腔时地表的重力加速度反常（即），忽略地球自转，下列关于该地区的说法正确的是（　　 ） A. 的方向竖直向上 B. 的大小为 C. 在深度一定时，的大小与空腔半径r的三次方成正比 D. 若空腔内充满密度为的高密度矿石，则该地区的不变 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据题意可知，填满该空腔的质量为 重力加速度反常在数值上就等于“填补空腔的质量”在该地表处产生的引力加速度。由于空腔的存在导致引力“缺失”，所以的方向竖直向上，故A正确； BC．由A选项分析可知，重力加速度反常 可知在深度一定时，的大小与r的三次方成正比，故B错误，C正确； D．若没有该空腔，该地区地表的正常重力加速度为，则有 解得（其方向竖直向下指向地心） 若空腔内充满密度为的高密度矿石，可视为空腔内充满2倍密度为的高密度矿石，则 解得（其方向竖直向下指向地心） 因为重力加速度反常 联立解得 可知则该地区的大小不变，但方向竖直向下发生了改变，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，竖直平面内存在垂直于纸面向里的磁场，沿y轴方向磁场分布满足磁感应强度（k已知），沿x轴方向磁场分布均匀，现有一材质相同粗细均匀质量为m且边长为L的正方形金属线框abcd，总电阻为R，以水平初速度从（离地足够高）的位置开始运动，忽略空气阻力，重力加速度为g，则（　　 ） A. 线框在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做加速度减小的加速运动，最终匀速运动 B. 当竖直方向的位移为y且速度为时，bc间的电势差为 C. 落地前可达到的最大竖直速度为 D. 经历时间t（落地前）且已达到最大速度时的竖直位移为 【答案】ABD 【解析】 【详解】AC．对称性可知，ad部分与bc部分受到的安培力平衡，可知金属线框在水平方向做匀速直线运动，金属线框竖直方向有 回路中的电流 联立解得 可知增大，则减小，当为0时金属线框做匀速运动，且金属线框竖直方向最大速度为，故A正确，C错误； B．由右手定则可知，bc电势升高 电流流过bc，电势降低 故bc间的电势差差为，故B正确； D．对金属线框，在竖直方向，规定竖直向下为正方向，根据动量定理有 由求和可知 联立解得，故D正确。 故选ABD。 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某学生做“探究匀变速直线运动”实验，其实验装置如图甲所示，交流电频率为。 （1）以下说法正确的是________。 A. 本实验需要倾斜木板进行阻力补偿，木板倾斜程度达到小车刚开始滑动即可 B. 打点计时器交流电频率大于，会造成速度的测量值偏小 C. 将电磁打点计时器接在电压为的交流电源上 （2）图乙是按正确方法进行实验得到的某条纸带，相邻计数点间还有四个点未画出，其加速度测量值为________（结果保留两位有效数字）。 （3）该学生改用图丙实验装置进行实验，测得挡光片的宽度为，正确进行实验操作后测得滑块经过光电门、所用时间分别为、，光电门、间的距离为，则此次加速度的测量值为________（用题中所给的字母表示）。 【答案】（1）BC （2）4.0 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．本实验只需使小车做匀变速直线运动，不要求补偿阻力；若进行阻力补偿，应在不挂沙桶的情况下，使拖着纸带的小车沿木板匀速下滑，不能以刚开始滑动为标准，A错误； B．若实际交流电频率大于，则实际打点周期小于。仍按计算时，所用时间偏大，由可知，速度的测量值偏小，B正确； C．电磁打点计时器使用低压交流电源，工作电压约为，C正确。 故选BC。 【小问2详解】 相邻计数点间还有四个点未画出，故相邻计数点间的时间间隔为 由匀变速直线运动的位移差关系，有， 采用逐差法得 代入数据得 【小问3详解】 挡光片足够窄时，用遮光过程中的平均速度近似表示滑块经过光电门时的瞬时速度，有， 滑块先经过光电门，再经过光电门，取运动方向为正方向，由匀变速直线运动的速度与位移关系得 解得 12. 甲、乙两名同学用各自的方法测量一待测电阻Rx的阻值。 甲同学选用多用电表测量，步骤如下： （1）调至欧姆挡，他首先选择倍率×10，欧姆调零后，开始测量Rx，发现欧姆表指针偏角较大； （2）于是他改用倍率________（选填“×1”或“×100”），并重新欧姆调零，再次测量Rx； （3）欧姆表指针如图所示，则Rx=________Ω。 （4）乙同学选用伏安法测电阻，可供选择的实验器材如下： A．直流电源（E=6 V），内阻不计 B．电压表V，量程15 V，内阻约为10 kΩ C．毫安表A1，量程10 mA，内阻 D．毫安表A2，量程600 mA，内阻约为0.5 Ω E．滑动变阻器R，最大阻值10 Ω F．定值电阻 G．待测电阻、开关、导线若干 实验要求能够在0~5 V范围内比较准确地对进行测量，请在虚线框中设计出实验电路________。 （5）某次测量中，闭合开关S，记录毫安表A1的示数和毫安表A2的示数，则待测电阻阻值为________（用题中所给物理量表示）。 【答案】 ①. ×1 ②. 12 ③. ④. 【解析】 【详解】[1]因此应改用“×1”挡；每次换挡后都要重新进行欧姆调零。 [2]读刻度盘最上方的欧姆刻度，指针指向约，按“×1”倍率得到。 [3]为使待测电阻两端的电压可从零开始调节，将滑动变阻器的两个固定端接在电源两端，用滑片给测量电路分压。将毫安表与定值电阻串联，作为跨接在两端的电压表；毫安表接在分流点之前，测两支路的总电流。的满偏电流为，满偏时两端电压为 这正好覆盖所需电压范围。约为，电压为时，所测总电流约为 因此的量程合适。 [4]毫安表与串联支路两端的电压就是待测电阻两端的电压，由欧姆定律得 测量两支路的总电流，故通过待测电阻的电流为 再对待测电阻应用欧姆定律，得 13. 某科研团队设计了一种用于超快光学信号处理的“等腰直角三棱镜—半圆柱”复合光学元件，其横截面如图所示，该元件由折射率为的透明介质制成。其中，三棱镜部分为等腰直角三角形，，直角边长为L；半圆柱部分的直径与AB边重合，圆心为O。一束极细的单色光从AC边上某点P射入，入射方向平行于BC边，折射光线恰好经过半圆柱体的圆心O。已知光在真空中的传播速度为c。求： （1）光在AC界面进入介质后的折射角大小； （2）光从P点进入元件到第一次从元件射出所用的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 作出光路图 由几何关系可知，光在AC面的入射角，根据折射定律可得 解得折射角 【小问2详解】 光在介质中的传播速度为 根据几何关系，在中，由正弦定理可得 解得 所以光在介质中传播的总路径为 传播时间为 14. 在粒子物理实验和医学放射治疗中，常利用电磁场对带电粒子束进行精确调控，使其按照预定轨迹运动并最终减速停靠在指定区域。为实现这一目的，常采用“加速—偏转—减速”三段式结构：先由静电场加速粒子，再通过磁场改变其运动方向，最后在复合场（电场与黏滞阻力共同作用）中实现可控减速。如图所示，在平面直角坐标系中，某粒子束流调控装置由三个区域组成。被调控的粒子质量为，电荷量为。第一象限存在匀强电场，电场强度大小为，方向与轴负方向成夹角斜向上。第二象限存在磁感应强度大小为的匀强磁场，方向垂直纸面向里。现让该粒子从离轴垂直距离为的点由静止释放，粒子经电场加速后，以某一未知速度进入磁场区域，在磁场中做匀速圆周运动，随后垂直轴进入第三象限。第三象限存在匀强电场，电场强度大小也为，方向竖直向上；同时，该区域内还存在分布均匀的介质，均匀介质对粒子产生与速度方向相反的黏滞阻力，其大小为，其中为黏滞阻力系数且已知，为粒子速率。已知粒子从进入第三象限到速度第一次减为零的过程中，运动轨迹的长度为。（整个过程不考虑粒子的重力）根据以上信息，求： （1）粒子刚进入第二象限时的速度大小； （2）粒子在第二象限中运动的轨迹长度； （3）粒子在第三象限中从进入至速度第一次减为零所用的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 作出粒子的运动轨迹，如图所示 由几何知识可得 由动能定理可得 解得 【小问2详解】 粒子在第二象限磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有 结合上述结论 解得 由几何关系可知 轨迹弧长 【小问3详解】 粒子在第三象限内运动时，由牛顿第二定律可得 则 对时间求和，则有 解得 15. 如图所示，光滑水平地面上静止放置一质量为2m的物块B，其右端有一竖直挡板。足够长的光滑斜面固定在水平地面上，其底端与水平地面平滑连接，斜面倾角。斜面上有一与B大小相同质量为m的物块A，其离水平地面的竖直高度为。静止释放物块A，此后A、B相碰。B与挡板的碰撞为弹性碰撞（碰后以原速率反弹），B运动过程中始终未滑上斜面，所有碰撞均时间极短，重力加速度取，。 （1）若A与B之间为弹性碰撞，求A第一次与B碰撞结束后瞬间A的速度大小； （2）若A与B之间为非弹性碰撞，除A、B第一次碰撞外，以后的每一次碰撞都是B在水平地面上向左运动与A相碰（两种情形：情形一，B原来就向左运动直接与A碰。情形二，B向右运动，通过移动挡板使B与挡板撞击而反向向左运动与A碰）。A与B碰撞的恢复系数（碰撞中恢复系数的定义式为，其中和分别为碰撞前两物体的速度，和分别为碰撞后两物体的速度）且，求： （ⅰ）第1次碰撞过程中损失的能量； （ⅱ）第1次碰撞到第次碰撞之间A在斜面上运动的总时间（用n表示）。 【答案】（1） （2）； 【解析】 【小问1详解】 物块A沿光滑斜面下滑到水平地面，由机械能守恒： 代入、，解得物块A碰撞前的速度，方向水平向右。物块A、B发生弹性碰撞，水平方向动量守恒： 动能守恒： 联立解得碰撞后物块A的速度大小为。 【小问2详解】 （ⅰ）第一次碰撞前：物块A速度（向右为正），物块B速度为0，因此动量守恒： 代入恢复系数定义： 联立两式解得：， 碰撞损失的能量为初末动能之差： 代入数值计算： （ⅱ）第一次碰撞后，物块A停在斜面底端；物块B以向右运动，与挡板弹性碰撞后以向左运动，和静止的物块A发生第二次碰撞：对第二次碰撞再次用动量守恒+恢复系数，解得碰撞后（向左），（向左）。物块B速度小于物块A，向左运动过程中和从斜面滑回、以向右运动的物块A发生第三次碰撞：由于物块B的质量为物块A的两倍，所以二者碰撞前后动量之和为，对第三次碰撞再次用恢复系数，解得碰撞后物块A、B都速度反向且速度大小变为前一次碰撞的​，此后物块B向右运动撞击挡板后反向，和刚从斜面滑回、向右运动的物块A发生第四次碰撞，重复上一次碰撞的速度变化关系，以此类推可得到递推关系：第次碰撞后物块A的向左速度大小为​。从第1次碰撞结束后，到第次碰撞前，物块A一共完成了次“冲上斜面—滑回底端”的往返运动，由于斜面光滑，可知物块A滑上斜面后加速度大小为 所以每次往返的时间构成等比数列： 对到的等比数列求和： 最终结果为：第1次到第次碰撞之间A在斜面上的总时间为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $